碾壓混凝土快速管理論文

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按照三峽工程總體施工計劃安排，三期碾壓混凝土圍堰是三峽工程初期蓄水的控制性工程。計劃導流明渠截流后，2003年元月～6月修建該圍堰，其碾壓混凝土總量為110萬m3，要求153天時間完成，考慮不利天氣和必要的施工停歇后有效施工天數僅115天。該圍堰需從高程50m澆至堰頂高程140m，共上升90m，平均月上升16.9m；計劃最大月澆筑強度33.59萬m3，最大日澆筑強度達1.6萬m3，平均月澆筑19.4萬m3，日平均澆筑強度0.96萬m3。為了確保該工程按期完成，三峽總公司工程建設部、長江委三峽工程設代局及葛洲壩股份有限公司三峽工程施工指揮部針對三期碾壓混凝土圍堰快速施工方案作了深入細致的研究。

1工程概況

三期碾壓混凝土圍堰為Ⅰ級臨時擋水建筑物，圍堰軸線位于大壩軸線上游114m處，圍堰全長約580m，圍堰右側同白巖尖山坡相接，左側與混凝土縱向圍堰堰內段相連。三期碾壓混凝土圍堰為重力式壩型，圍堰頂高程140m，頂寬8m，最大底寬107m，最大堰高115m，迎水面高程70m以上部分為直立面，高程70m以下為1∶0.3的邊坡，背水面高程130m以上為直立面，高程130m至高程50m平臺間為1∶0.75的邊坡。壩體在高程40m、高程90m分設排水廊道，在高程107.5m設爆破拆除廊道。

三期碾壓混凝土圍堰分兩階段實施，第一階段工程已于1998年年底前完成，工程內容包括右岸一期縱向圍堰堰內段（已澆至140m高程）、三期碾壓混凝土圍堰河床段（已澆至50m高程）、三期碾壓混凝土圍堰岸坡2#～5#壩段（已澆至140m高程）。剩余部分為第二階段施工內容，第二階段修建的堰體全長380m，最大壩高90m，共110萬m3碾壓混凝土。

2壩體優化設計

由于三期碾壓混凝土圍堰工期緊、澆筑強度大，因此，結構設計時充分考慮了滿足快速施工的壩體結構，最終的設計方案具有以下特點：①壩體結構簡捷，細部結構少；②不設縱縫，僅設橫縫和誘導縫；③同一層面混凝土標號單一；④防滲層采用變態混凝土方式，施工簡便；⑤壩體排水管采用機鉆孔，在廊道內施工，避免了與混凝土澆筑的施工干擾；⑥壩體廊道采用預制方式，適合于快速吊裝。

3施工方案

3.1總體施工方案

三期碾壓混凝土圍堰采取大通倉平層碾壓、薄層鋪筑、連續上升的施工方案。入倉方式在高程90m以下以汽車直接運輸入倉為主，在高程90m以上以塔帶機為主，輔以Mybox溜管；上游面模板采用三層翻轉模板，下游面采用小型拼裝模板，廊道采用預制混凝土模板；混凝土料攤鋪采用平倉機；碾壓采用條帶搭接法；成縫采用切縫機切縫；防滲采取變態混凝土加外表面刷防滲材料的防滲手段。

3.2設備布置

3.2.1塔(頂)帶機布置

根據澆筑計劃安排，壩體在2003年3月底澆至90m高程后，入倉方式將轉為以塔帶機運料入倉為主。兩臺塔帶機分別布置在圍堰下游的50m平臺和58m平臺混凝土面上，可覆蓋大部分倉面范圍。兩臺塔帶機各配1條供料線，直接連接到右岸150m高程拌和系統。

3.2.2胎帶機布置

胎帶機布置在三期圍堰6#堰塊下游的90m平臺（填筑的入倉道路），用汽車運料至胎帶機接料斗，倉內汽車轉運至塔帶機的澆筑盲區，可作為90～100m高程的輔助入倉手段。

3.2.3Mybox溜管布置

Mybox溜管布置在右壩頭高程140m平臺，汽車運料至接料斗，倉內汽車轉運至塔帶機的澆筑盲區，可作為100～130m高程的輔助入倉手段。

3.2.4門機布置

MQ2000高架門機布置在14#～15#堰段的下游斜坡面上，在高程50～54m之間，主要承擔90m高程以上預制模板和預制廊道的吊運，以及90m高程以上倉面設備進出倉的吊運。

3.3模板工程

三期碾壓混凝土圍堰工期緊，倉面連續不間歇上升，要求模板拆裝速度快、穩定性好，模板拆裝時對倉面干擾小。

總立模面積7.74萬m2，其中翻升模板立模面積為4.44萬m2，用于堰體直立面及上游斜坡面；下游斜坡面采用小型組合模板，立模面積為2.9萬m2。高程90m廊道和107.5m廊道采用預制廊道，寬200cm，高325cm，共490塊。

3.3.1翻升模板施工

上游翻升模板分三層交替上升，模板拆裝采用倉內8t汽車吊。按堰體最大日上升0.92m，每臺吊車平均拆立模速度為18m2/h，工作時間15h/d計算，上游面模板拆裝需用兩臺吊車。

當上升到高程130m后，上下游面模板各需1臺吊車同時拆裝，由于倉面只有8m寬，倉面干擾很大，需合理地安排倉面作業順序。

3.3.2小型組合鋼模施工

下游面小型組合鋼模利用斜坡臺階作為安裝平臺，采用人工拆裝.

3.3.3預制廊道施工

預制廊道的運輸方式分兩種情形，在高程90m以下，由汽車直接運進倉內吊裝位置；在高程90m以上，需由門機吊進倉內，然后由汽車轉至吊裝位置。預制廊道的吊裝采用25t吊車在倉面內作業，為避免倉面里的互相干擾，在高程90m和高程107.5m廊道分別間歇7天。

3.4碾壓混凝土運輸及入倉

三期碾壓混凝土入倉方案為：90m高程以下以汽車直接入倉為主，并輔以胎帶機入倉；在90m高程以上以塔帶機運料入倉為主，以胎帶機和負壓溜槽為輔。

碾壓混凝土運輸及入倉根據地形條件、入倉強度等因素，共布置有5條道路，隨著倉面的升高，道路逐漸減少，在高程90m高程以上取消道路。入倉道路采取全斷面填筑，下部填方大路面寬的部位布置多條車道，道路半幅填筑上升，半幅車輛通行，互相交替隨堰體上升逐漸抬高。入倉口路面寬度始終保證在20～24m。在距入倉口30m范圍填干凈碎石脫水路面，上鋪鋼欄柵。

3.5倉面施工

3.5.1卸料與攤鋪

碾壓混凝土施工按條帶法鋪料，條帶方向平行于圍堰軸線。每一層鋪料厚度控制在35cm左右，為方便操作，需在周邊模板上作出明顯的標記。

碾壓混凝土攤鋪設備采用D－65P型平倉機，按照高峰期最大澆筑強度935m3/h分析，施工高峰期倉面最少要有9～10臺平倉機才能滿足澆筑強度。平倉設備太多，每臺設備需劃定作業范圍，以免互相干擾。

3.5.2碾壓

碾壓作業采用條帶搭接法，碾壓方向垂直于水流方向，碾壓條帶間的搭接寬度為15～20cm，碾壓不到的部位鋪變態混凝土，用插入式振搗器人工振搗密實。碾壓行走速度控制在1.4～1.6km/h范圍，碾壓遍數按2－8－2控制。

碾壓設備選用德國BOMAGBW－202AD和BW－201AD，靠近模板邊位置用BW－201AD型振動碾碾壓。在施工高峰期，倉面里的碾壓設備達到15臺（按65m3/h·臺計算），才能滿足澆筑強度。碾壓設備如此之多，再加上攤鋪設備、運輸設備、模板吊裝設備、切縫設備等，倉面繁忙擁擠，為避免設備施工互相干擾，必須合理地布置攤鋪碾壓條帶和汽車運行通道，劃定設備的作業范圍，使攤鋪和碾壓有機地銜接，最大限度地發揮設備的效益。在碾壓過程中除按規范操作外，還必須注意以下幾點：

①碾壓層面上必須全面泛漿，對不泛漿的部位應挖除、重鋪細料碾壓；

②對于層面泌水部位，應清除泌水后鋪設砂漿，然后再鋪上層混凝土料；

③每層碾壓作業結束后，應及時按網格布點監測混凝土的壓實容重，若所測容重低于規定指標，則應及時補碾。

3.5.3切縫

橫縫的成縫方式采用切縫機切縫，這種方式不占直線工期，不影響倉內施工，適合于大倉面快速施工。

切縫機施工按照先切縫再填縫后碾壓的施工程序，每層的成縫面積不少于設計縫面的60%。填縫材料采用金屬片，快捷方便。

3.5.4三期圍堰防滲

三期碾壓混凝土圍堰防滲采取防滲層與外表面防滲涂料結合的方式。防滲層是在模板邊50cm范圍內做變態混凝土，外表面防滲是在整個上游面噴涂水泥基滲透結晶型防水材料。

3.5.5層間結合及施工縫處理

層間結合不良是碾壓混凝土施工中普遍存在的問題，三期碾壓混凝土圍堰將采取如下措施以改善層間結合問題：

①加強施工組織管理，做到快速入倉、快速攤鋪、快速覆蓋；

②在保證不陷碾的情況下，盡量采用低VC值施工；

③在上游4m范圍的層面上鋪灑灰漿，并及時覆蓋；

④采用有顯著緩凝作用的緩凝劑；

⑤倉面采取噴霧加濕措施，以平衡VC值損失。

3.6溫控措施

(1)分縫分塊三期碾壓混凝土圍堰永久橫縫間距為40m，在每個堰塊中部設一條誘導縫。

(2)設計允許最高溫度三期碾壓混凝土圍堰設計允許最高溫度控制標準如下表所示。

(3)入倉溫度根據設計允許最高溫度及氣溫條件等因素可以初步確定入倉溫度：1～3月自然入倉，4月入倉溫度不超過16℃，5～6月入倉溫度不超過18℃。出機口溫度按低于入倉溫度3℃～4℃控制。

(4)高溫季節溫控措施

①在條件允許的情況下，盡量提高道路寬度和轉彎半徑，確保道路暢通和車輛運行速度，減少混凝土料運輸時間；

②入倉口設專人指揮，減少車輛等停時間；

③運輸車輛上加設防曬棚，避免太陽直射；

④采用高效緩凝減水劑，延長混凝土初凝時間，防止高溫季節碾壓混凝土的初凝；

⑤在倉面設置噴霧裝置，加強表面保濕保溫；

⑥在白天高溫時段對已壓實混凝土表面覆蓋保溫材料隔熱保濕。

(5)表面保護1～4月澆筑的碾壓混凝土拆模后用保溫被立即進行保溫。

3.7雨季施工

（1）當雨量小于3mm/h時，倉面施工繼續進行，但需采取如下措施：

①適當調大碾壓混凝土拌和物VC值，采用上限值；如降雨持續時間長，采取適當減小碾壓混凝土水膠比的措施。

②汽車卸料后，立即用塑料編織布覆蓋，平倉時再揭開，并立即平倉、碾壓；嚴禁未碾壓好的混凝土拌和物長時間暴露在雨中。

③在靠近邊坡基礎和老混凝土與倉面交接的部位，做好臨時排水溝，使邊坡水不侵入碾壓混凝土。

（2）當雨量達到或超過3mm/h時，下達停止施工命令，倉面迅速完成尚未進行的卸料、平倉和碾壓作業。如遇大雨或暴雨，將卸入倉內的混凝土料堆、未完成碾壓作業的條帶和整個倉面全部覆蓋，待雨后再做處理。雨后恢復施工前做好如下工作：

①停放在露天運送混凝土的施工車輛，必須將車斗內的水傾倒干凈；

②立即排除場內的積水，當符合要求后，即開始施工；

③新生產的碾壓混凝土VC值按上限控制；

④由質檢人員對倉面進行認真檢查，挖除有漏碾或其它被水嚴重侵入的混凝土。對混凝土面因受雨水沖刷裸露砂石嚴重的部位采用鋪灰漿或砂漿的措施。

以上的施工方案只是初步的研究成果，為確保三期碾壓混凝土圍堰高強度的施工做到萬無一失，施工方案還需繼續做大量的研究和審查工作，最終必將形成一套非常嚴謹的、切實可行的碾壓混凝土快速施工方案。